【手続補正書】
【提出日】平成18年3月8日(2006.3.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
高周波を印加して反応室内にプラズマを生成させ、試料を載置した試料台に第２の高周波を印加し試料へのイオンエネルギーを制御して試料をプラズマ処理する処理装置において、
前記反応室内壁で前記プラズマが直視する表面部を誘電体で被覆し、該誘電体被覆部の一部に導電部を設け、該導電部にＤＣアースを具備したことを特徴とするプラズマ処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
請求項１記載のプラズマ処理装置において、
前記導電部は、前記反応室内壁の０．１％から１０％未満の面積としたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載のプラズマ処理装置において、
前記高周波または前記第２の高周波に対して、前記反応室の誘電体内壁または前記反応室内壁に設けたアース部材表面におけるプラズマ浮遊電位と同等以上のプラズマ浮遊電位を有する位置に前記ＤＣアースを設置したことを特徴とするプラズマ処理装置。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載のプラズマ処理装置において、
前記誘電体の材質はＳｉＣ、ボロンカーバイト、アルマイト等の炭化物、酸化物もしくは窒化物等の絶縁性セラミックからなる保護膜であり、被覆厚さｄは、試料に印加する前記高周波の周波数ｆと前記誘電体の誘電率εとの関係が、前記高周波が前記誘電体部を容量結合で伝播する場合の単位面積あたりのインピーダンスＲ＝ｄ／（２πｆε）が１００Ω以下としたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【手続補正５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載のプラズマ処理装置において、
反応室の外部に設けた磁場発生手段によりプラズマに磁場を印加し、前記反応室の誘電体内壁または前記反応室内壁に設けたアース部材と交差する磁力線よりも前記試料台に近い磁力線と交差する位置に前記ＤＣアースを設置したことを特徴とするプラズマ処理装置。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
半導体製品の製造に用いるプラズマ処理装置は、デバイスの微細化および高集積化ならびに構成材料の多様化に伴って、処理の高精度化だけでなく量産安定化およびクリーン化が重要視されている。例えば、プラズマエッチング装置では、反応性ガスのプラズマを用いて処理ウエハに高周波を印加することから、反応室内壁が高周波電力によるイオンスパッタで削れたり、反応性ガスにより反応室壁材が化学的に侵食される。このように壁材が削れたり侵食されると、壁材に含まれる金属が処理ウエハに混入しＬＳＩ回路性能を劣化させるとともに反応室内の化学組成や高周波伝播が徐々に変化するために、長期的に安定した処理が不可能になる。また、壁材と反応生成物が化学反応を起こし反応容器内壁に汚れとして付着する場合には、長期間にわたって次第に厚さが増した付着物が剥がれはじめると、微細異物となってウエハ上回路に混入し製品の不良率増大を引き起こす。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
他方、マイクロ波プラズマエッチング装置の試料台を周方向から取り囲むように設けられたアルマイト処理されたアルミニウム合金母材で構成されたアース電極において、長期間の処理によってアルマイト被覆が剥がれることで処理状態が変動することを改善するために、アルマイトが剥がれてしまう個所を前もってアルマイトを付けずにアルミニウム合金母材を露出させることで処理状態の変動を低減するプラズマ処理装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。このような構成では、アルマイトが剥がれる個所が決まっており、アース電極の上端部である。また、アルミニウム合金母材を露出させる面積も剥がれてしまう面積相当であり、処理ウエハの面積の２％以下である。したがって、この先行技術では、アルマイトが剥がれることによる処理状態の変化を抑えることに関しての効果のみの記載であり、プラズマの電位変動を抑えたりアース削れ低減についての考慮等がされてはいない。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明は、上記誘電体をＳｉＣ、ボロンカーバイト、アルマイト等の炭化物あるいは酸化物もしくは、窒化物等の絶縁性セラミックからなる保護膜であり、被覆厚さｄは試料に印加する前記高周波の周波数ｆと前記誘電体の誘電率εとの関係が、前記高周波が前記誘電体部を容量結合で伝搬する場合の単位面積当たりのインピーダンスＲ＝ｄ／（２πｆε）を、１００Ω以下とした。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
本発明は、ＤＣアース母材を、金属以外の材質である例えば導電性セラミック、ＳｉＣＡｌ，Ａｌ化合物で構成する場合に、ＤＣアースの取付面に誘電率σが１Ωｃｍ以下の導電材を蒸着、溶射、挟み込み等により設けて、ＤＣアースの接地抵抗を下げた。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
反応室内壁の保護膜として化学的に安定な材質であるＳｉＣ、ボロンカーバイト、アルマイト等の炭化物、酸化物もしくは窒化物等の絶縁性セラミックからなる保護膜を用い、被覆厚さｄは、試料に印加する前記高周波の周波数ｆと前記誘電体の誘電率εとの関係が、前記高周波が前記誘電体部を容量結合で伝播する場合の単位面積あたりのインピーダンスＲ＝ｄ／（２πｆε）を１００Ω以下とすることで、高周波に対しては保護膜のインピーダンスＲを低くでき、高周波に対してのアースとしての機能を低下しない。その結果、反応室内壁を保護膜で覆っても、壁またはアース部に流入する高周波電流に対する保護膜のインピーダンスが増加し、プラズマ電位変動が高くなることが抑えられ、イオンスパッタによる壁削れの増加を防げる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
プラズマ処理を行う反応室１は、上部にプラズマ９生成用のＵＨＦ帯電磁波を導入する誘電体真空窓１２と反応性の処理ガスを導入するガス放出穴１３１を有する誘電体製のガス放出板１３が設けられており、エッチング処理による反応生成物等の排気は反応室１下方の排気口１６より真空排気される。反応室容器１０の内壁１０１の表面はアルミニウム合金母材の表面をアルマイト処理し絶縁材質（誘電体）１０２により保護膜が形成されている。エッチング処理されるウエハ４は、ウエハ保持電極（試料台）１４上部に設けた誘電体膜で形成された図示を省略した静電チャックに載置され、ウエハ４を静電力により吸着する。ウエハ４と静電吸着膜との間にはヘリウムガスを充填することで電極１４との熱伝達を確保してウエハ４の温度が制御される。また、ウエハ保持電極１４にはウエハ４にバイアス高周波を印加するためのウエハバイアス用高周波電源１９が接続されている。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
ＤＣアースは、試料台（ウエハ保持電極）に印加した高周波電流の多くが流れて壁削れが生じやすい試料台に近い位置の内壁１０１におけるプラズマ浮遊電位よりもプラズマ浮遊電位が高い位置に設けられる。このことにより、内壁１０１の表面近傍のプラズマ浮遊電位は、ＤＣアースによって接地電位または負電位に引き下げられ、イオンによるスパッタ現象を引き起こし難くなる。プラズマ発生方法や反応容器１０の形状および壁材料構成によっては高周波電流が流れる内壁またはアース部位置が異なるため、スパッタを低減すべき個所に対応してＤＣアースを設ける位置を最適化する必要がある。また、プラズマに磁場を印加し、磁場配位を操作しプラズマ電位分布（密度分布）を調整することによって、さらなるＤＣアースの効果を最適化できる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
反応室内壁１０１の保護膜（誘電体膜）１０２として化学的に安定な材質であるＳｉＣ、ボロンカーバイト、アルマイト等の炭化物、酸化物もしくは窒化物等の絶縁性セラミックからなる保護膜を用い、被覆厚さｄは、試料４に印加するプラズマ生成用高周波の周波数ｆと誘電体の誘電率εとの関係が、前記高周波が前記誘電体部を容量結合で伝播する場合の単位面積あたりのインピーダンスＲ＝ｄ／（２πｆε）を１００Ω以下とすることで、高周波に対しては保護膜のインピーダンスＲを低くでき、アースとしての機能を低下しない。その結果、反応室内壁を保護膜で覆っても、壁またはアース部に流入する高周波電流に対する保護膜のインピーダンスが増加し、プラズマの電位変動が高くなることが抑えられ、イオンスパッタによる壁削れの増加を防げる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
このように、ＤＣアースの母材を金属以外の材質である、導電性セラミック、ＳｉＣ、Ａｌ，Ａｌ化合物で構成する場合に、ＤＣアースの取付面に誘電率σが１Ωｃｍ以下の導電材料を蒸着または溶射もしくは挟み込み等により介在させることによって、ＤＣアースの接地抵抗を下げることができる。さらに、本発明は、以上に説明したプラズマ処理装置やその構造に限らず、処理室の内壁がプラズマによってスパッタされて被処理体に悪影響を与えることを阻止する目的で内壁表面を絶縁材で覆った、高周波を印加して反応室内にプラズマを生成させ、試料を印加した試料台に第２の高周波を印加し試料へのイオンエネルギーを制御して試料をプラズマ処理する処理装置に用いることができる。